有功功率及頻率調(diào)整—電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行培訓(xùn)資源電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行培訓(xùn)資源—通過本課程的學(xué)習(xí)你可以知道學(xué)習(xí)目標(biāo)1、電力系統(tǒng)有功功率的平衡3、電力系統(tǒng)頻率的調(diào)整2、電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配斷路器異常或事故？課程導(dǎo)入“七·二七”湖北電網(wǎng)崩潰事故1972年7月27日10時(shí)7分，正在向鄂東方向輸送18萬千瓦電力的丹漢Ⅰ回線上的一個(gè)保護(hù)開關(guān)誤動(dòng)作，使得丹江電廠瞬間與全省電網(wǎng)解列，對(duì)武漢、黃石地區(qū)的供電驟然減少，頻率出現(xiàn)劇烈振蕩，周波、電壓急劇下降。

電力系統(tǒng)有功功率的平衡第一章電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配第二章目錄頁(yè)電力系統(tǒng)頻率的調(diào)整第三章第一章電力系統(tǒng)有功功率的平衡電力系統(tǒng)有功功率的平衡對(duì)用戶的影響（1）異步電機(jī)轉(zhuǎn)速：紡織工業(yè)、造紙工業(yè)（2）異步電機(jī)功率下降（3）電子設(shè)備的準(zhǔn)確度對(duì)發(fā)電廠和電力系統(tǒng)的影響（1）對(duì)發(fā)電廠廠用機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的影響（2）對(duì)汽輪機(jī)葉片的影響（3）對(duì)異步電機(jī)及變壓器勵(lì)磁的影響，增加無功消耗電力系統(tǒng)有功功率的平衡頻率與有功平衡的關(guān)系負(fù)荷變化MT：由于慣性大變化慢ME：有功負(fù)荷變化快產(chǎn)生瞬時(shí)不平衡轉(zhuǎn)矩不平衡

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化

頻率變化(+0.2HZ

+0.5HZ)頻率—由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)Q定轉(zhuǎn)速與其軸上的轉(zhuǎn)矩平衡有關(guān)轉(zhuǎn)矩平衡與功率平衡電力系統(tǒng)有功功率的平衡有功負(fù)荷的變化與調(diào)整（1）變動(dòng)周期小于10s，變化幅度小:小操作、線路搖擺等調(diào)速器頻率的一次調(diào)整（2）變動(dòng)周期在10s-180s，變化幅度較大：大電機(jī)、電爐啟停調(diào)頻器頻率的二次調(diào)整（3）變動(dòng)周期最大，變化幅度最大：氣象、生產(chǎn)、生活規(guī)律電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度（發(fā)電計(jì)劃）機(jī)組間的有功分配電力系統(tǒng)有功功率的平衡備用容量（1）作用：為了保證供電可靠性及電能質(zhì)量合格，系統(tǒng)電源容量應(yīng)大于發(fā)電負(fù)荷。8760t(h)P(MW)發(fā)電負(fù)荷備用容量新增容量（2）定義：

備用容量=系統(tǒng)可用電源容量-發(fā)電負(fù)荷（3）分類：①負(fù)荷備用：滿足負(fù)荷波動(dòng)、計(jì)劃外的負(fù)荷增量2%~5%②事故備用：發(fā)電機(jī)因故退出運(yùn)行而預(yù)留的容量5%~10%③檢修備用：發(fā)電機(jī)計(jì)劃?rùn)z修4%~5%④國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用：滿足工農(nóng)業(yè)超計(jì)劃增長(zhǎng)3%~5%第二章電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配系統(tǒng)中有備用容量時(shí)，可考慮有功功率的最優(yōu)分配問題，包括有功電源的最優(yōu)組合及有功負(fù)荷的最優(yōu)分配。有功電源的最優(yōu)組合：系統(tǒng)中發(fā)電設(shè)備和發(fā)電廠的合理組合。包括：機(jī)組的最優(yōu)組合順序，機(jī)組的最優(yōu)組合數(shù)量，機(jī)組的最優(yōu)開停時(shí)間。有功負(fù)荷的最優(yōu)分配：系統(tǒng)中的有功負(fù)荷在各個(gè)正在運(yùn)行的發(fā)電設(shè)備或發(fā)電廠之間的合理分配。電力系統(tǒng)有功功率的平衡主要發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)承擔(dān)急劇變化負(fù)荷時(shí)與投、退相似，額外耗能、費(fèi)時(shí)支付燃料費(fèi)用技術(shù)最小負(fù)荷鍋爐25%—70%汽機(jī)10%—15%效率與蒸汽參數(shù)有關(guān)高溫高壓：效率高、調(diào)節(jié)范圍小中溫中壓：較前者低、但調(diào)節(jié)范圍大低溫低壓：指標(biāo)最差、不用于調(diào)節(jié)熱電廠：抽氣供熱，效率最高，有不可調(diào)節(jié)的強(qiáng)迫功率火電廠電力系統(tǒng)有功功率的平衡主要發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)必須釋放水量——強(qiáng)迫功率啟停費(fèi)用低，且操作簡(jiǎn)單不需燃料費(fèi)，但一次投資大出力調(diào)節(jié)范圍比火電機(jī)組大出力受水頭影響水電廠調(diào)節(jié)費(fèi)用高最小技術(shù)負(fù)荷小啟停費(fèi)用高啟停及急劇調(diào)節(jié)時(shí)，易損壞設(shè)備核電廠一次投資大，運(yùn)行費(fèi)用小電力系統(tǒng)有功功率的平衡各類發(fā)電廠的合理組合原則：（1）充分利用水源。（2）降低火電機(jī)組的單位煤耗，發(fā)揮高效機(jī)組的作用。（3）盡量降低火力發(fā)電成本，增加燃用劣質(zhì)煤、當(dāng)?shù)孛骸ｋ娏ο到y(tǒng)有功功率的平衡各類發(fā)電廠的合理組合枯水期豐水期電力系統(tǒng)有功功率的平衡電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配發(fā)電機(jī)組的耗量特性：反映發(fā)電機(jī)組單位時(shí)間內(nèi)能量輸入和輸出關(guān)系的曲線。耗量特性電力系統(tǒng)有功功率的平衡電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配（1）比耗量耗量特性曲線上某點(diǎn)的縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)之比，即輸入和輸出之比。（2）效率：比耗量倒數(shù)（3）耗量微增率耗量特性曲線上某點(diǎn)切線的斜率，表示在該點(diǎn)的輸入增量與輸出增量之比。電力系統(tǒng)有功功率的平衡電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配有功負(fù)荷最優(yōu)分配的目的：在滿足對(duì)一定量負(fù)荷持續(xù)供電的前提下，使發(fā)電設(shè)備在生產(chǎn)電能的過程中單位時(shí)間內(nèi)所消耗的能源最少。該目標(biāo)函數(shù)是各發(fā)電設(shè)備發(fā)出有功功率的函數(shù)，描述的是單位時(shí)間內(nèi)能源的消耗量。（1）目標(biāo)函數(shù)：系統(tǒng)單位時(shí)間內(nèi)消耗的燃料（火電機(jī)組）（2）約束條件忽略有功網(wǎng)損電力系統(tǒng)有功功率的平衡電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配以兩臺(tái)火電機(jī)組為例，忽略有功網(wǎng)損；假定各臺(tái)機(jī)組的燃料消耗量和輸出功率不受限制，要求：確定負(fù)荷功率在兩臺(tái)機(jī)組間的分配，使總的燃料消耗量最小。（1）目標(biāo)函數(shù)：（2）約束條件：電力系統(tǒng)有功功率的平衡電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配等耗量微增率準(zhǔn)則（1）在OO’上找到一點(diǎn)作垂線，與兩條耗量特性曲線的交點(diǎn)間距離最短。（2）在耗量特性曲線具有凸性的情況下，兩條曲線的切線平行時(shí)，燃料消耗量最少。

（3）曲線的切線即斜率，就是該點(diǎn)的耗量微增率。（4）切線平行時(shí)，斜率相等，也就是耗量微增率相等。電力系統(tǒng)有功功率的平衡電力系統(tǒng)有功功率越限處置處理系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)設(shè)備過負(fù)荷及超穩(wěn)定限額的一般原則1.增加受端系統(tǒng)發(fā)電廠的出力，直至限制或切除部分負(fù)荷，并提高電壓，必要時(shí)發(fā)電機(jī)可按事故過負(fù)荷方式運(yùn)行。2.降低送端系統(tǒng)發(fā)電廠的出力，直至切除部分發(fā)電機(jī)，并提高電壓，其中若有調(diào)頻廠應(yīng)停止其頻率調(diào)節(jié)任務(wù)。3.調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行方式，降低過負(fù)荷設(shè)備的潮流。4.當(dāng)輸電線路超長(zhǎng)期載流量運(yùn)行且過載量不超短時(shí)允許載流量時(shí)，采用調(diào)整電廠出力或轉(zhuǎn)移受端負(fù)荷等手段，預(yù)計(jì)30分鐘內(nèi)無法控制線路潮流在線路長(zhǎng)期載流量范圍內(nèi)，應(yīng)立即采取拉荷限電措施。5.事故情況下，輸電線路超短時(shí)允許載流量運(yùn)行，應(yīng)采用一切必要手段，在10分鐘之內(nèi)將線路電流控制在長(zhǎng)期載流量以內(nèi)。6.系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器過負(fù)荷時(shí)的處理措施應(yīng)參考其過負(fù)荷的允許范圍及允許持續(xù)時(shí)間。第三章電力系統(tǒng)頻率的調(diào)整電力系統(tǒng)頻率的調(diào)整（1）定義：負(fù)荷與用戶的生產(chǎn)狀態(tài)有關(guān)與接入點(diǎn)系統(tǒng)電壓有關(guān)與系統(tǒng)頻率有關(guān)——僅考慮頻率因素假設(shè)不變（2）負(fù)荷性質(zhì)：與頻率無關(guān)

—照明、電爐等與頻率的一次方成正比

—球磨機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)等與頻率的二次方成正比

—變壓器的渦流損耗等與頻率的三次方成正比

—通風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵等與頻率的高次方成正比

—靜水頭阻力大的給水泵負(fù)荷的有功功率－頻率靜態(tài)特性電力系統(tǒng)頻率的調(diào)整負(fù)荷有功-頻率的關(guān)系表達(dá)式：標(biāo)幺值表達(dá)式：當(dāng)頻率偏離額定值不大時(shí)，負(fù)荷有功－頻率靜態(tài)特性用一條近似直線來表示。

有功負(fù)荷頻率靜態(tài)特性負(fù)荷的有功功率－頻率靜態(tài)特性電力系統(tǒng)頻率的調(diào)整發(fā)電機(jī)的有功功率－頻率靜態(tài)特性一次調(diào)整時(shí)原動(dòng)機(jī)的頻率靜態(tài)特性無調(diào)速系統(tǒng)時(shí)原動(dòng)機(jī)的頻率靜態(tài)特性電力系統(tǒng)頻率的調(diào)整二次調(diào)整時(shí)原動(dòng)機(jī)的頻率靜態(tài)特性(a)有差調(diào)節(jié);(b)無差調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的有功功率－頻率靜態(tài)特性電力系統(tǒng)頻率的調(diào)整（1）發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率：發(fā)電機(jī)組原動(dòng)機(jī)或電源頻率特性的斜率。

標(biāo)志著隨頻率的升降發(fā)電機(jī)組發(fā)出功率減少或增加的多少。發(fā)電機(jī)的有功功率－頻率靜態(tài)特性電力系統(tǒng)頻率的調(diào)整（2）發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)：?jiǎn)挝徽{(diào)節(jié)功率的倒數(shù)。（3）發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率與調(diào)差系數(shù)的關(guān)系。一般來說發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率是可以整定的：汽輪發(fā)電機(jī)組：=3~5或=33.3~20水輪發(fā)電機(jī)組：=2~4或=50~25發(fā)電機(jī)的有功功率－頻率靜態(tài)特性電力系統(tǒng)頻率的調(diào)整頻率的一次調(diào)整fPOP0PLf0PGPL′ΔPL0AP0'Bf0'O'B'A'一次調(diào)整：由于負(fù)荷突增，發(fā)電機(jī)組功率不能及時(shí)變動(dòng)而使機(jī)組減速，系統(tǒng)頻率下降，同時(shí)，發(fā)電機(jī)組功率由于調(diào)速器的一次調(diào)整作用而增大，負(fù)荷功率因其本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)而減少，經(jīng)過一個(gè)衰減的振蕩過程，達(dá)到新的平衡。電力系統(tǒng)頻率的調(diào)整fPOP0PLf0PGPL′ΔPL0AP0'Bf0'O'B'A'頻率的一次調(diào)整電力系統(tǒng)頻率的調(diào)整注意事項(xiàng)取功率的增大或頻率的上升為正；為保證調(diào)速系統(tǒng)本身運(yùn)行的穩(wěn)定，不能采用過大的單位調(diào)節(jié)功率；對(duì)于滿載機(jī)組，不再參加調(diào)整。對(duì)于系統(tǒng)有若干臺(tái)機(jī)參加一次調(diào)頻：

具有一次調(diào)頻的各機(jī)組間負(fù)荷的分配，按其調(diào)差系數(shù)即下降特性自然分配。頻率異常處置原則電力系統(tǒng)頻率的調(diào)整頻率的二次調(diào)整二次調(diào)整：通過操作調(diào)頻器，使發(fā)電機(jī)組的頻率特性平行的移動(dòng)，從而使負(fù)荷變化引起的頻率偏移在允許的波動(dòng)范圍內(nèi)。（1）主調(diào)頻廠的選擇調(diào)頻廠：負(fù)有二次調(diào)頻任務(wù)的電廠，分為主調(diào)頻廠和輔助調(diào)頻廠。（2）調(diào)頻廠應(yīng)滿足的條件：

①足夠的調(diào)整容量②較快的調(diào)整速度③調(diào)整范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性較好電力系統(tǒng)頻率的調(diào)整頻率的二次調(diào)整當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加時(shí)，由以下三方面提供：①二次調(diào)頻的發(fā)電機(jī)組增發(fā)的功率。②發(fā)電機(jī)組執(zhí)行